换填法处理
地基处理(第二章换填)
重型击实试验适用于粒径小于40mm的土，击实筒容积为2104cm3， 击锤质量为4.5kg，击锤落高为45.7cm 。分五层击实，每层56击。 根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度
＊第二章 换填＊
填土的击实特性影响因素★★★
影响土压实性的因素很多，主要有含水量、击实功 能、土的种类和级配等
＊第二章 换填＊
2.4 设计与施工
2.4.1 砂垫层设计
对垫层的设计，即要求有： ★ 1.足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土; 2.足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。
软土
补充知识点：土中的应力 垫层
＊第二章 换填＊
土中自重应力
cz z
＊第二章 换填＊
＊第二章 换填＊
地基附加应力
下卧 层
＊第二章 换填＊
（3）砂垫层承载力确定 垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定，并应 进行下卧层承载力的验算。
地基土现场载荷试验
（4）沉降计算 垫层地基的变形由垫层自身变形和下卧层变形 组成。 垫层下卧层的变形量可按现行国家标准《建筑 地基基础设计规范》GB 50007的有关规定计算。 1－载荷板 2－千斤顶 3－百分表
物理状态：无粘性土的工程性质取决于其密实度； 而粘性土的工程性质取决于其软硬状态及土性稳定 性。
＊第二章 换填＊
★对现场土的压实，应以土的压实系数（为土的控制
干密度与最大干密度之比）与施工含水量来进行检 值。 A 最小干密度与最大干密度 B 控制干密度与最大干密度 C 最大干密度与控制干密度 D 控制干密度与最小干密度 例：土的最大干密度宜通过（）确定。 A 环刀取样试验 B触探试验 C击实试验 D压缩试验 答案：B C
＊第二章 换填＊
换填法地基处理.doc
换填法地基处理建筑企业利用换填垫层法怎么处理地基问题？换填法地基处理方式有什么优缺点？基本概况如何？以下是中国下面梳理换填法地基处理专业建筑术语相关内容，基本情况如下：小编通过建筑行业百科网站下面建筑知识专栏进行查询，梳理换填法地基处理相关资料，基本情况如下：换填法又称换土法。
所谓换土法是指将路基范围内的软土清除，用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。
在公路施工中，一般采用的是开挖换填天然砂砾,即在一定范围内,把影响路基稳定性的淤泥软土用挖掘机挖除,用天然砂砾进行换置,开挖换填深度在2m以内,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工。
从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。
在换填过程中，对于换填的天然沙砾中石头的粒径、含量和级配也应充分考虑，最好做试验检测，避免无法压实而引起沉降。
换填法地基处理基本情况：2.1素土垫层：素土垫层是先挖去基础底面下部分或全部软弱土层，然后分层回填较好的素土夯实而成。
素土具有一定的承载力，压缩模量在14.0~30.5MPa之间，施工简便，降低工程造价，加快建设速度。
但其承载力较低，仅适用于荷载不大的浅层地基加固。
其施工要点：施工过程中以控制最优含水量在19%~21%之间；填土应从最低处整片分层回填夯实，不能任意分段接缝；小面积可用人工填土而后夯实，大面积可用机械或人工，如土层太干可喷水是土湿润方可继续回填，以保证上下层土良好的结合；夯实必须夯迹叠合一半，机械碾压不到之处，用人工或小型机械配合夯实；上下相邻土层接搓应错开，不应小于500mm，并在夯实时，再接搓处夯实遍数应加多；土层夯实遍数应根据密实度和现场试验确定；每铺土层必须及时夯实，如遇雨水，应将填土层表面的泥浆和积水，处理后回填；待施工完毕时必须及时进行下一道工序的施工，如不能应采取相应的措施。
2.2灰土垫层：灰土垫层是将基础地面以下按要求挖去软弱土，用石灰按一定的体积比，在最优含水量的情况下，分层回填和压实。
地基处理-换填法
? ⑶ 铺筑前，应先行验槽。浮土应清除，边坡必须稳定，防止塌土。基坑(槽)两侧附近如有低于地基的孔洞、沟、井和墓穴等，应在未做垫层前加以填实。
? ⑷ 开挖基坑铺设砂垫层时，必须避免扰动软弱土层的表面，否则坑底土的结构在施工时遭到破坏后，其强度就会显著降低，以致在建筑物荷重的作用下，将产生很大的附加沉降。因此，基坑开挖后应及时回填，不应暴露过久或浸水，并防止践踏坑底。
换填法原理及适用范围
换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点。
? 垫层施工要点
? ⑴ 砂垫层施工中的关键是将砂加密到设计要求的密实度。加密的方法常用的有振动法(包括平振、插振、夯实)、碾压法等。这些方法要求在基坑内分层铺砂，然后逐层振密或压实，分层的厚度视振动力的大小而定，—般为15～20cm。施工时，应将下层的密实度经检验合格后，方可进行上层施工。
? 二、振动压实法
振动压实法是利用振动压实机将松散土振动密实。地基土的颗粒受振动而发生相对运动，移动至稳固位置，减小土的孔隙而压实。此法适用于处理无粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土以及矿渣、碎石、砾砂、砾石、砂砾石等地基
? 三、重锤夯实法
重锤夯实法是利用起重设备将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，利用重锤自由下落时的冲击能来夯实浅层土层，重复夯打，使浅部地基土或分层填土夯实。主要设备为起重机、夯锤、钢丝绳和吊钩等。重锤夯实法—般适用地下水位距地表0.8m以上非饱和的粘性土、砂土、杂填土和分层填土，用以提高其强度，减少其压缩性和不均匀性，也可用于消除或减少湿陷性黄土的表层湿陷性，但在有效夯实深度内存在软弱土时，或当夯击振动对邻近建筑物或设备有影响时，不得采用。因为饱和土在瞬间冲击力作用下水不易排出，很难夯实。
专题地基处理方法--换填法
击实试验 《土工试验方法标准》（国家标准）
轻型：土d<5mm； V=947cm3, m=2.5kg, 3层, 25击， 落高30.5cm 重型：土d<40mm； V=2104cm3, m=4.5kg, 5层, 56击， 落高47.7cm
击实仪 •19
2 压实原理 质量控制
•17
2 压实原理
压实原理:当粘性土的土样含水量较小时，其粒间引力较大，在一定的外部压实功能
作用下，不能有效地克服引力而使土粒相对移动，这时压实效果就比较差。当增大土 样含水量时，结合水膜逐渐增厚，减小了引力，土粒在相同压实功能条件下易于移动 而挤密，所以压实效果较好。但当土样含水量增大到一定程度后，孔隙中就出现了自 由水，结合水膜的扩大作用就不大了，因而引力的减少就显著，此时自由水填充在孔 隙中，从而产生了阻止土粒移动的作用，所以压实效果又趋下降，因而设计时要选择 一个”最优含水量”wop ，这就是土的压实机理。
❖ 粉煤灰可分为湿排灰和调湿灰。按其燃烧后形成玻璃体的粒经分析， 应属粉土的范畴。但由于含有CaO、SO3等成分，具有一定的活性， 当与水作用时，因具有胶凝作用的火山灰反应，使粉煤灰垫层逐渐 获得一定的强度与刚度，有效地改善了垫层地基的承载能力及减小 变形的能力。不同于抗地震液化能力较低的粉土或粉砂，由于粉煤 灰具有一定的胶凝作用，在压实系数大于0.9时，即可以抵抗7度地 震液化。
换填法是浅层软土地基的处理方法。
b
回填土 换填土
•3
2. 换填法处理方法
按施工机械不同，施工方法有： 机械碾压 重锤夯实 平板振动
作为压（夯、振）实垫层的不同机具对待，这些施 工方法不但可处理分层回填土，又可加固地基表层土。 按回填材料不同,垫层(Cushion)可分为： 砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、 二灰垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等；及土工合成材料 加筋垫层。
换填法地基处理
换填法地基处理
换填法地基处理是一种行之有效的地基改善方法，它主要是利用土工布、块状材料和其他填料，将土层中深层的弱碎岩层挖掉，再用高强度的填料材料填充起来，以提供更强的基础地基，从而改善地基状况。
换填法地基处理可以有效减轻地基受力，有助于提高桩和结构物的稳定性以及减少地基改善费用，并且有利于提高建筑物的使用寿命。
换填法地基处理的实施过程要分为几个步骤：
首先，进行地基分析，评估地层情况，发现问题点，诊断地质条件；
其次，进行地基设计，制定施工图设计，进行地质测量和计算，确定施工工艺；
然后，施工前准备，明确基础处理的施工技术要求，清理岩层，准备填料材料，按要求备料；
接着，开展换填法处理，利用爆破、挖掘机和铲除等方法，将地基深层的弱碎岩层挖掉，再用高强度的填料材料填充起来，确保填料和地基的良好结合；
最后，进行质量检测，完成换填法处理后，进行地基质量检测，保证地基处理质量。
另外，实施换填法地基处理时，必须采取有效的安全措施，以防止施工造成环境污染或伤害他人。
此外，施工过程中需要密切关注地震灾害变化，以防止安全事故的发生。
换填法地基处理可以有效改善地层中的弱碎岩层，提高建筑物的稳定性，为建筑物的持续使用提供良好的地基保障。
因此，在实施换填法地基处理时，要认真对待，注意安全，确保质量，以达到预期的改善效果。
换填法处理模板ppt课件
实能量的改变而产生的 不同压实曲线见图2-2
图2-2 压实功能对压实曲线的影响
三、压实参数的确定
1 室内击实试验操作步聚
压实参数首先通过室内的击实试验初步确定后，再据工程实 际修正室内试验参数，进而指导现场施工。具体步骤如下：
①样料制备：样品风干或在低于600C的温度下烘干并碾散，过5mm 样筛拌匀备用；
含水量wop±2%) 来进行检验。
不同结构对土体密实度的要求
见表2-1
表2-1
图2-3 工地与室内击实试验比较
碾压6(a),12(b),24(c)遍; d-室内击实试验
不同结构对土体密实度的要求
第二章 换填法处理 第三节 施工方法与砂(碎)石垫层设计
一、施工方法 对软土地基，虽然不同材料的垫层其应力分布稍有不同，
(c) 而 当含水量继续增加时(并达到一定程度后) ，孔 隙中水量增加，尤其是饱和度达到85～90%后，孔隙中气体 被水包围，并以微小的封闭气泡形成出现，并由表面张力而 固定，此时，外力的增加反而更加难以挤出这些气体，因而 压实效果越来越差；
(d) 再继续增加含水量时，外力的作用下，仅仅使孔隙 水压增加并阻止土粒的移动，因而土体反而得不到压实，干 实度下降(这也是形成单峰曲线的原因)。
但从试验结果分析，其极限承载力都比较接近。此外，通过 沉降观测资料发现，不同材料垫层的特点基本相似。
因此，各种材料的垫层设计计算方法相同，并按砂(砂 石、碎石)垫层的计算方法进行。
对于特殊土地基，所考虑解决问题的关键不同，故在设 计上有所差异。
一、施工方法
1、机械碾压法
•常用机械：平碾、羊足碾、压路机等（注意适用条件） •适用条件：大面积填土和杂填土等土方量较大的工程。
换填法施工工艺
换填法施工工艺是一种常用的基础处理方法，其施工工艺主要包括以下几个步骤：
1.基坑开挖：按照设计要求开挖基坑，并清理坑底和坑壁的松散
土壤和碎石。
2.基础处理：在基坑底部铺设一层厚度为10-20厘米的填料，如
沙子或碎石，然后进行压实，以提高基础的稳定性。
3.制备垃圾土：将垃圾进行分类、清理和粉碎，制备成符合要求
的垃圾土。
4.换填施工：将垃圾土倒入基坑中，每倒一层进行压实，直至填
满基坑。
在填充过程中，要注意控制填方坡度和填筑层数，以避免发生坍塌。
5.表层处理：在基坑填筑完成后，进行表层处理，如覆盖一层土
壤或植被，以达到美化环境和保护基础的目的。
需要注意的是，在换填法施工过程中，要严格按照设计要求和安全标准进行操作，确保施工质量和施工安全。
同时，还需要对垃圾土进行处理和监测，以确保其满足环保要求和使用要求。
换填法
5.矿渣垫层
垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣，可分为分级矿渣、混 合矿渣及原状矿渣。矿渣垫层主要用于堆场、道路和地 坪，也可用于小型建筑，构筑物地基。选用矿渣的松散 重度不小于11kN/m3，有机质及含泥总量不超过5%。
设计、施工前必须对选用的矿渣进行试验，在确认其性 能稳定并符合安全规定后方可使用。作为建筑物垫层的 矿渣应符合对放射性安全标准的要求。易受酸、碱影响 的基础或地下管网不得采用矿渣垫层。大量填筑矿渣时， 应考虑对地下水和土壤的环境影响。
b’—垫层底面宽度(m)； θ—垫层的压力扩散角（°），可按查表；当<0.25时，
仍按=0.25取值。
注意！
垫层顶面每边宜比基础底面大0.3m，或从 垫层底面两侧向上按当地开挖基坑经验的 要求放坡，整片垫层的宽度可根据施工的 要求适当加宽。
3.垫层承载力的确定
垫层的承载力宜通过现场试验确定，并应验算 下卧层的承载力。
五、垫层的作用
(1)提高地基承载力
(2)减少沉降量
基础
垫层
(3)加速软弱土层的排水固结
(4)防止冻胀
(5)消除膨胀土的胀缩作用
六、换填法处理地基前的准备工作
查明地层土性质及不良地质现象；查明沟、塘、 洞等分布范围和深度；查明填土的成分、范围、 厚度、均匀性、填筑年限和方法等
垫
垫层宽度的确定
垫
层
层
设
尺
计
垫层承载力的确定
寸
沉降计算
1.垫层厚度的确定
(1).垫层厚度应根据垫层底部下卧土层的承载力确定，并符 合下式要求：
pz pcz f az
pz—垫层底面处的附加应力设计值（kPa）; pcz—垫层底面处土的自重压力值（kPa）； faz—经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）
2.垫层处理(换填法
2. 压实原理及压实系数
压实原理
随着含水量的增加。土粒表面水膜逐渐变厚土块变软、 随着含水量的增加。土粒表面水膜逐渐变厚土块变软、土粒间的引力逐渐 减小．土粒在外力作用下夸易改变其原来的位置而移动，达到更密实的结构。 减小．土粒在外力作用下夸易改变其原来的位置而移动，达到更密实的结构。 此时，土的孔隙相对减少，土的干密度相对增加。 此时，土的孔隙相对减少，土的干密度相对增加。 当土的含水量在最佳含水量附近时，虽然土中孔隙连通得更少甚至不连通。 当土的含水量在最佳含水量附近时，虽然土中孔隙连通得更少甚至不连通。 孔隙中的水和气体处于封闭状态而不能排出， 孔隙中的水和气体处于封闭状态而不能排出，并且击实时土内产生的孔隙水压 力与孔隙气压力也会降低击实功的作用，试验结果却证明，这时土中所含的水 力与孔隙气压力也会降低击实功的作用，试验结果却证明， 量最利于土粒受击实时发生相对移动使土变密。以致被击实至最大干密度， 量最利于土粒受击实时发生相对移动使土变密。以致被击实至最大干密度，或 者说，在最优含水量时，土的密度达到了该压实功能的极限值，干密度不再提 者说，在最优含水量时，土的密度达到了该压实功能的极限值， 高。
2. 压实原理及压实系数
压实原理
换土垫层的主要作用是改善原地基土的承载力并减少其沉降量。 换土垫层的主要作用是改善原地基土的承载力并减少其沉降量。这一目的 通常是通过外界的压(夯、振)实功来实现的。 通常是通过外界的压( 实功来实现的。 土的压实程度与土的特性尤其是土的含水量 土的颗粒组成和 土的特性尤其是土的含水量、 土的压实程度与土的特性尤其是土的含水量、土的颗粒组成和压(夯、振) 实能量密切相关。在一定的压实能量作用下，不论是粘性土还是砂性土，其压 实能量密切相关。在一定的压实能量作用下，不论是粘性土还是砂性土， 密切相关 实结果都与含水量有关。 (夯、振)实结果都与含水量有关。 对过湿的土进行压(夯、振)实时，会出现“橡皮土”现象。此时土的密实 对过湿的土进行压( 实时，会出现“橡皮土”现象。 度并不增大；对很干的土进行压( 也不能把土充分压实， 度并不增大；对很干的土进行压(夯、振)实，也不能把土充分压实，这是因为 在一定的压(分、振)实能量作用下，对粘性土，当含水量很小时，土粒表面仅 在一定的压( 实能量作用下，对粘性土，当含水量很小时， 存在结合水膜，土粒相互间的引力很大，由土粒间引力(可能还存在毛细压力) 存在结合水膜，土粒相互间的引力很大，由土粒间引力(可能还存在毛细压力) 使土保持着比较松散的状态或凝聚状态，土中孔隙大多都相互连通．水少而气 使土保持着比较松散的状态或凝聚状态，土中孔隙大多都相互连通． 在一定的外部压( 实功作用下，虽然土孔隙中的气体易被排出， 多，在一定的外部压(夯、振)实功作用下，虽然土孔隙中的气体易被排出，密 度可增大，但由于水膜润滑作用不明显以致外部功能也不足以克服粒间引力。 度可增大，但由于水膜润滑作用不明显以致外部功能也不足以克服粒间引力。 此时土颗粒相对移动较为困难土的干密度增加很小，达不到理想的压( 此时土颗粒相对移动较为困难土的干密度增加很小，达不到理想的压(夯、振) 实效果。 实效果。
换填法处理地基后地基承载力特征值
换填法处理地基后地基承载力特征值
地基承载力特征值是指在进行地基处理后，地基承载力的特定
数值。
换填法是一种常用的地基处理方法，通过在原有地基表面上
方填充一定厚度的新土，来改善地基的承载性能。
在进行换填法处
理后，地基承载力特征值会发生变化，主要受到填土的厚度、填土
材料的性质、原有地基的性质等因素的影响。
首先，换填法处理地基后地基承载力特征值会受到填土厚度的
影响。
填土的厚度越大，地基承载力特征值往往会有所提高，因为
填土可以增加地基的有效厚度，从而提高承载能力。
其次，填土材料的性质也会对地基承载力特征值产生影响。
如
果填土材料的强度和压缩性能较好，地基承载力特征值可能会得到
改善；反之，填土材料性质差的话，地基承载力特征值可能会受到
负面影响。
另外，原有地基的性质也是影响地基承载力特征值的重要因素。
原有地基的稳定性、密实度、土层的厚度等都会对地基承载力特征
值产生影响，经过换填法处理后，这些性质可能会发生变化，进而
影响地基承载力特征值。
总的来说，换填法处理地基后地基承载力特征值是一个复杂的问题，需要综合考虑填土厚度、填土材料性质以及原有地基的性质等多方面因素。
只有全面分析这些因素，才能准确评估地基承载力特征值的变化情况。
地基处理换填法的适用范围和条件
地基处理换填法的适用范围和条件
当软土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软土层的厚度又不是很大时，可采用换填法取得较好的效果。
换填法常用于荷载不大的建筑、地坪、堆料场地和道路工程等的地基处理。
适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。
处理深度一般在3m以内，也不宜小于0.5m。
1换填垫层的施工方法：
施工方法包括，机械碾压法、重锤夯实法和平板振冲法三种。
1.1机械碾压法：采用压路机、推土机、羊足碾或其他压实机械来压实地基土。
其施工时应先将拟建建筑物范围一定深度的软弱土挖去，现将基坑底部碾压，再将沙石、素土、或灰土等垫层材料分层铺在基坑内，涿层压实。
采用机械碾压施工时应注意保证碾压的速度：平碾不能大于2km/h；羊足碾不能大于3km /h；振动碾不能大于2km/h；振动压实机不能大于0.5km/h。
由于分层回填碾压应注意防止基坑灌水或雨水下渗，也应控制施工含水量。
防止地基因水处理不当而发生破坏。
1.2重锤夯实法：重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升至一定的高度后，然后自由下落，不断重复夯击已加固地基。
其主要设备为起重机械、夯锤、钢丝绳和吊钩。
其施工顺序，应一夯挨一夯的顺序进行，在独立基坑内，易按先外后里的顺序夯击。
当夯实完毕时，应将基坑表面修整之设计标高.采用重锤夯实施工时，应控制土的最优含水量，使土粒间有适当的水分润滑，夯击时易于相互滑动挤压密实；同时防止土的含水量过大，避免夯击成橡皮土。
换填处理施工工艺
换填处理施工工艺2.2.1工艺概述换填法是将基底下一定范围内的软弱土层利用人工、机械等方法清除，分层置换强度较高、性能稳定、无侵蚀性的材料，并碾压或夯实至要求的密实度。
适用于浅层软弱地基及不均匀地基处理。
2.2.2作业内容1.不良土层的挖、装、弃；2.合格填料分层填筑、压实、整理2.2.3质量标准及验收方法换填质量标准及验收方法见表 2.2.3。
表2.2.3 换填质量标准及验收方法2.2.4工艺流程图换填处理施工工艺流程见图 2.2.4。
2.2.5工序步骤及质量控制说明一、施工准备1.施工场地(1)对原地面进行清理和整平，清除路基换填范围内表层植被，挖除树根，为换填施工做好场地平整。
(2)做好临时排水设施，当地下水位高于基坑底时，应采取排水或降水措施，使换填施工期间地下水位保持在基底以下。
(3)准备换填料临时储备场地。
(4)完成现场便道及临时用水、用电工程。
2.材料准备很据不同地质条件，选用不同的换填料。
3.机械设备准备机械设备进场、检修、维护、试运转，并购置备件、耗材。
4.技术准备(1)编制换填地基处理施工方案，经审批后向操作人员进行技术交底。
(2)收集场地工程地质资料和水文地质资料。
(3)施工前应确定填料含水量控制范围、填料的松铺厚度和碾压遍数等参数。
二、测量放样1.根据设计提供的控制点，用全站仪准确放出换填的平面范围，换填开挖的放坡坡比由地质情况确定；用水准仪准确测量需换填的深度。
2.在基坑、管沟的边坡或地坪上钉控制高程的木桩，便于对每层换填料厚度进行控制。
三、开挖排水沟在换填的两侧先挖排水沟，沟底至少低于换填层底面 0.2m，排水沟纵向流水坡比不得缓于 2%，能将水及时排出换填范围外，特别当在雨季施工或雨水丰富地区时，排水沟断面要适当做大。
四、基底承载力试验将需换填地段挖到设计标高，用触探法或K30 仪试验承载力。
五、确定换填范围根据试验数据，核查设计资料，与设计不符时，及时与设计单位联系，确定换填的范围和深度。
专题：地基处理方法--换填法
方法等
查明地下水的埋藏条件、类型、埋深等； 查明地下管线、防空洞及地下障碍物的分布范围和走向；
查明换填土的来源、种类、规格、价格等
•21
3 砂垫层设计
换填法
设计原则：对垫层的设计，既要求有足够的厚度z以置 换可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够大宽度b′以 防止砂垫层向两侧挤出。 设计内容 垫层厚度z 垫层宽度b’ 垫层压实度λc
z
•22
3 砂垫层设计
垫层设计的步骤
垫层厚度的确定
垫 层 设 计
垫层宽度的确定
垫层承载力的确定
垫 层 尺 寸
•16
8．垫层的作用
(3)加速软弱土层的排水固结 建筑物的不透水基础直接与软弱土层相 接触时，在荷载的作用下，软弱土层地基中的水被迫绕基础两侧排 出，因而使基底下的软弱土不易固结，形成较大的孔隙水压力，还 可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险。砂垫层和砂石 垫层等垫层材料透水性大，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排 水面，可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土 层的固结和提高其强度，避免地基土塑性破坏。 (4)防止冻胀 因为粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细管现象， 因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。这时，砂垫层的底 面应满足当地冻结深度的要求。
•11
7.垫层材料的分类 5）矿渣垫层
垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣，可分为分级矿渣、混合矿渣及原状矿渣。 矿渣垫层主要用于堆场、道路和地坪，也可用于小型建筑，构筑物地基。
选用矿渣的松散重度不小于11kN/m3，有机质及含泥总量不超过5%。
设计、施工前必须对选用的矿渣进行试验，在确认其性能稳定并符合安全 规定后方可使用。作为建筑物垫层的矿渣应符合对放射性安全标准的要求。 易受酸、碱影响的基础或地下管网不得采用矿渣垫层。大量填筑矿渣时， 应考虑对地下水和土壤的环境影响。
换填法地基处理
换填法地基处理换填法地基处理是一项地基加固技术，用于解决地基可能出现的稳定性问题。
换填法是一种加固地基的方法，其中包括分层改善地基质量，以及在改善后的地基上安装夹层材料的过程。
此外，换填法地基处理还可以用来改善质量不佳或具有屈服应力的土壤。
换填法地基处理的原理是通过在地基上填入合适的材料来改善质量，这些材料可以是砂、砾石、颗粒或其他类型的材料，以达到改善地基性能的目的。
由于填入材料的性质和大小不同，因此可选用不同的改善方法。
例如，在沥青、混凝土地基上填入细砂质合适的材料，可以改善地基的稳定性和抗滑性能；而在砂土地基上填入碎石和颗粒粒度合适的材料，可以改善地基的抗滑性能和抗裂性能。
换填法地基处理通常需要完成几个步骤，主要包括清理、填实、检验、固定等。
首先，需要将地基的表面清理干净，清理时分层清理，以避免混入杂物。
在清理之后，需要将填料进行筛选，使用筛子将不同粒径的填料分类，把不符合要求的填料挑选出去。
在填实过程中，先将细砂填入地基，在细砂满足要求的情况下，再填入碎石、石粉或其他颗粒粒径的填料。
填实完成后，地基会进行检验，检查地基的抗滑性能、抗裂性能等。
最后，在检验完成后，需要用混凝土或其他固定材料将地基和填料固定起来，以防止地基发生歪曲、变形等情况。
换填法地基处理具有很多优点，其中包括：可以改善地基质量，有助于提高地基的稳定性和抗滑能力；填入材料粒径可以根据需要进行调整，以便于达到最佳效果；可以在改善后的地基上安装夹层材料；最后，这种技术也可以提高工程成本效益，更实惠、更环保。
总之，换填法地基处理是一种有效的地基改善技术，能够分层改善地基质量，以及在改善后的地基上安装夹层材料，有助于改善地基的稳定性、抗滑性能以及抗裂性能。
换填法地基处理的优点，使其广泛应用于建设、工程项目中，为后续施工中地基稳定性的提升，作出了重要的贡献。
地基处理-换填
4.2地基处理技术4.2.1换填法当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不很大时将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基处理的方法称为换填法.它还包括低洼地域筑高（平整场地）或堆填筑高（道路路基）。
机械碾压、重锤夯实、平板振动可作为压（夯、振）实垫层的不同机具对待，这些施工方法不但可处理分层回填土，又可加固地基表层土。
按回填材料不同，垫层可分为：砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等。
《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)中规定：换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。
虽然不同材料的垫层，其应力分布稍有差异，但从试验结果分析其极限承载力还是比较接近的；通过沉降观测资料发现，不同材料垫层的特点基本相似，故可将各种材料的垫层设计都近似的按砂垫层的计算方法进行计算。
但对湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等某些特殊土采用换土垫层处理时，因其主要处理目的是为了消除地基土的湿陷性、膨胀性和冻胀性，所以在设计时需考虑的解决问题的关键也应有所不同。
1、压实原理当粘性土的土样含水量较小时，其粒间引力较大，在一定的外部压实功能作用下，如还不能有效地克服引力而使土粒相对移动，这时压实效果就比较差。
当增大土样含水量时，结合水膜逐渐增厚，减小了引力，土粒在相同压实功能条件下易于移动而挤密，所以压实效果较好。
但当土样含水量增大到一定程度后，孔隙中就出现了自由水，结合水膜的扩大作用就不大了，因而引力的减少就显著，此时自由水填充在孔隙中，从而产生了阻止土粒移动的作用，所以压实效果又趋下降，因而设计时要选择一个”最优含水量”，这就是土的压实机理。
在工程实践中，对垫层的碾压质量的检验，要求能获得填土的最大干密度 d max,其10最大干密度可用室内击实试验确定。
地基换填垫层法
地基换填垫层法当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基强度和变形的要求时，常采用换填法进行地基处理。
一般情况下是先将基础下一定范围内承载力低的软弱土层挖去，然后回填强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。
主要有以下几种处理方法：（1）挖：就是挖去表面的软土层，将基础埋置在承载力较大的基岩或坚硬的土层上。
此种方法主要用于软土层不厚，上部结构的荷载不大的情况。
（2）填：当软土层很厚，而又需要大面积进行加固处理，则可在原有的软土层上直接回填一定厚度的好土或砂石、矿石等。
（3）换：就是将挖与填相结合，即换土垫层法。
施工时先将基础下一定范围内的软土挖去，而用人工填筑的垫层作为持力层，按其回填的材料不同可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。
换填法适用于淤泥、淤泥质土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础后的坑穴等的地基处理。
换土垫层的处理深度应根据建筑物的要求，由基坑开挖的可能性等因素综合决定，一般多用于上部荷载不大，基础埋深较浅的多层民用建筑的地基处理工程中，开挖深度不超过3 m。
一、砂和砂石地基砂和砂石地基是采用级配良好、质地坚硬的中粗砂和碎石、卵石等，经分层夯实，作为基础的持力层，提高基础下地基强度，降低地基的压应力，减少沉降量，加速软土层的排水固结作用。
砂石垫层应用范围广泛，施工工艺简单，用机械和人工都可以使地基密实，工期短、造价低；适用于 3.0 m 以内的软弱、透水性强的黏性土地基，不适用加固湿陷性黄土和不透水的黏性土地基。
1.材料要求砂和砂石地基材料，宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、石屑和碎石、卵石等，含泥量不宜超过5%，且不含植物残体、垃圾等杂质。
若用作排水固结地基的，含泥量不宜超过3%；在缺少中粗砂的地区，若用细砂或石屑，因其不容易压实，而强度也不高，因此在用作换填材料时，应掺入粒径不超过50 mm，不少于总重30%的碎石或卵石并拌和均匀。